第1章 概述

1.1 什么是GIS

GIS是什么？能给我们带来什么？这应该是每一位刚接触GIS的人感到非常迷茫和困惑的问题，很多GISer（GIS从业人员）也无法简单地用一言两语说清道明。长久以来，GIS给人们的印象是神秘、复杂、专业、高深，颇具技术含量。然而，随着相关技术的迅速发展，尤其是近年来网络技术的发展，GIS势如破竹，走进人们的工作与生活，进入公众的视野，并迅速成为大家关注的焦点。

当Google地图、Google地球横空出世时，大家发现可以在计算机上漫游世界，能够快速定位周边的环境，甚至可以看到自己家的房顶，引起了广大用户的极大兴趣，越来越多的人开始了解GIS。尤其是近年来百度地图、高德地图、腾讯地图等在线地图应用市场火爆，随着滴滴打车、大众点评等热门APP的广泛应用，“地图”“GIS”等字眼频频出现，吸引更多人的眼球。于是，人们开始通过网络等渠道查询GIS的信息，查找GIS的概念，尝试慢慢理解GIS及其应用。

地理信息系统（Geographic Information System）是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机软/硬件的支持下，以采集、存储、管理、检索、分析和描述空间物体的定位分布及与之相关的属性数据，并回答用户问题等为主要任务的计算机系统。

类似上述的专业解释，很多人看完后仍然是一头雾水，更多的也是懵懵懂懂。“GIS是利用计算机做地图吗？”“GIS就是我们现在用的百度地图、Google地图吧？”“GIS不仅仅是制图，更是对空间数据的管理分析与应用，可以做空间分析……”“GIS能够形象地描述整个地球空间，包括平面的二维地图应用，也包括立体的三维应用……”等，很多问题和想法不断涌现。

GIS听起来无所不能。正如大家所见，任何事物都有时空属性，都会与空间信息相关，地理信息无处不在。GIS以空间数据为基础，只要是人类所能及的地方，就有GIS的用武之地，如航天、地面、地表、地下都是GIS所研究的领域。我们在工作生活中所接触到的各种地图制图工具、在线地图产品（如百度地图、Google地图等）仅仅是GIS的冰山一角。其实，GIS从最初的地图制图发展至今，更多应用于国土、气象、矿产、农林、市政等专业行业领域，处理分析行业领域面临的业务问题、辅助决策等。随着网络技术的发展，GIS逐步进入大众领域，为人们的工作生活提供便利，如我们熟知的百度地图等应用产品，以及数字校园等众多面向公众的GIS应用系统。随着技术的进步、研究与应用的深入，相信GIS的作用会越来越大，对我们的影响也会越来越大。

那GIS究竟能做什么呢？以大众应用为例，首先就是收集地理信息，人类的绝大部分活动都与地理位置有关，比如想和朋友找个餐馆吃饭、周末想找个电影院看电影、出差到一个陌生的城市找宾馆……这些都是地理信息，通过GIS能有效地把这些信息存储起来。怎么保存这些信息呢？使用Excel吗？怎么和地图关联起来呢？这些问题不需要用户操心，GIS早就定义好了地理信息的各种存储方式，文件或数据库都可以，只要按要求把信息录入就可以了。收集到的地理信息在计算机中只是一堆表格数据，那怎么被人们看到呢？这就是所谓的“可视化”了。各种图表是信息可视化的产物，那地理信息可视化的产物就是“地图”，当然地图远比GIS出现得要早，GIS可以方便地将收集到的信息在地图上展示。空间分析其实离我们也并不遥远，像大众点评这样的应用已经相当普及了，我们可以很方便地找到周边的餐馆。还有地图导航，通过GPS装置收集地理位置之后，就可以在地图上找到正确的位置，再进一步实现诸如查询、搜索等功能。

上述仅仅是GIS在大众应用中的一个缩影。GIS发展至今，紧跟IT相关技术的步伐，从单机桌面工具到Web（网络）在线应用，再到移动端便携应用；在各类应用需求的驱动下，从简单的制图到二维GIS应用，从2.5D到3D，甚至全空间真三维的突破……GIS在短短几十年时间中迅速发展、蜕变，其应用已渗透到各行各业，分别在横向与纵向逐步扩大应用的广度和深度，成为创建智慧城市和智慧地球的中坚力量。